面向对象设计的三大特点与五大基本原则

面向对象设计

一、面向对象设计的三个基本要素

面向对象的三个基本特征是：封装、继承、多态。

1. 封装性

封装是一种信息隐蔽技术，他体现于类的说明，是都西昂重要的特性。

封装使得数据和操作数据的方法封装成一个整体，想成为独立性很强的模块，使得用户只能看到对象的外部特征，内部是看不到的。

简而言之就是说，封装使对象的设计者与对象的使用者分开，使用者只要知道对象可以做什么就可以了，无需知道具体是怎么实现的。借助封装有助于提高类和系统的安全性。

例：属性私有，get/set方法，有参构造，方法

2.继承性

继承是一种由已有类创建子类的机制，利用继承，可以先创建一个共有属性的一般类，根据这个类再创建具有特殊属性的子类，被继承的类成为父类，当然子类也可以成为父类来继续向下扩展。

例：子承父类

3.多态

同一个信息被不同的对象接收到时可能产生不同的行为，这就是多态性。有继承（接口）有重写，父类引用指向子类对象，就会产生多态。多态可以改善程序的组织架构，提高程序的可扩展性。

例：父类指向子类对象，子类重写父类方法

二、面向对象设计的五个基本设计原则

面向对象设计的五个基本设计原则是：单一职责原则、开放封闭原则、里氏替换原则、依赖倒置原则、接口隔离原则

1.单一职责原则

就一个类而言，应该只专注于做一件事和仅有一个引起它变化的原因。

也可以理解为引用变化的原因，当你发现有两个变化会要求我们修改这个类，那么你就要考虑撤分这个类了。因为职责是变化的一个轴线，当需求变化时，该变化会反映类的职责的变化。

“就像一个人身兼数职，而这些事情相互关联不大，甚至有冲突，那他就无法很好的解决这些职责，应该分到不同的人身上去做才对。”

interface Modem//猫
{
    public void dial(string pno);//拨号
    public void hangup();//挂断
    public void send(char c);//发送
    public void recv();//接受
}
//应改为
interface DataChannel//数据通道
{
    public void send(char c);
    public void recv();
}
interface Connection//链接
{
    public void dial(string pno);
    public void hangup();
}

优点：消除耦合，减小因需求变化引起代码僵化

2·开放封闭原则

其核心思想是：软件实体应该是可扩展的，而不可修改的。也就是，对扩展开放，对修改封闭。开放封闭原则主要体现在两个方面 1、对扩展开放，意味着有新的需求或者变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。 2、对修改封闭，意味着一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对其进行任何尝试的修改。

public interface Bark {
    public void bark();
}
public class Awaw implements Bark{
    @Override
    public void bark() {
        System.out.println("嗷嗷~~");
    }
}
public class Zhazha implements Bark{
    @Override
    public void bark() {
        System.out.println("喳喳~~");
    }
}
public abstract class Bird {
    //声明属性
    private Bark bark;//接口的对象
    //设置set属性
    public void setBark(Bark bark) {
        this.bark = bark;
    }
    /**
     * 鸟叫的方法
     */
    public void birdBark(){
        bark.bark();
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        //声明鸟的叫声
        Bark awaw = new Awaw();
        Bark zhazha = new Zhazha();
        //bird对象
        Bird rocketBird = new RocketBird();
        rocketBird.setBark(awaw);
        Bird splitBird = new SplitBird();
        splitBird.setBark(zhazha);
    }
}

优点：

1、降低程序各部分之间的耦合性，使程序模块互换成为可能； 2、使软件各部分便于单元测试，通过编制与接口一致的模拟类（Mock），可以很容易地实现软件各部分的单元测试； 3、利于实现软件的模块的呼唤，软件升级时可以只部署发生变化的部分，而不会影响其它部分；

3·里氏替换原则

核心思想：子类必须能够替换其父类。这一思想体现为对继承机制的约束规范，只有子类能够替换父类时才能保证系统在运行期内识别子类，这是保证继承复用的基础。在父类和子类的具体行为中，必须严格把握继承层次中的关系和特征，将父类替换为子类，程序的行为不会发生任何变化。同时，这一约束反过来则是不成立的，子类可以替换父类，但是父类不一定能替换子类。

对于这个原则，通俗一些的理解就是，父类的方法都要在子类中实现或者重写。

public abstract class Bird {
    /**
     * 飞的方法
     */
    void fly(){
        System.out.println("弹跳-飞");
    }
    /**
     * 叫的方法
     */
    void call(){
        System.out.println("嗷~！");
    }
    /**
     * 攻击的抽象方法
     */
    abstract void attack();
}
public class RocketBird extends Bird {
    @Override
    void attack() {
        System.out.println("加速冲刺");
    }
}
public class SplitBird extends Bird{

    @Override
    void attack() {
        System.out.println("分裂攻击");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Bird splitBird = new SplitBird();
        Bird rocketBird = new RocketBird();
        splitBird.attack();
        rocketBird.attack();
    }
}

优点：

1、保证系统或子系统有良好的扩展性。只有子类能够完全替换父类，才能保证系统或子系统在运行期内识别子类就可以了，因而使得系统或子系统有了良好的扩展性。 2、实现运行期内绑定，即保证了面向对象多态性的顺利进行。这节省了大量的代码重复或冗余。避免了类似instanceof这样的语句，或者getClass()这样的语句，这些语句是面向对象所忌讳的。 3、有利于实现契约式编程。契约式编程有利于系统的分析和设计，指我们在分析和设计的时候，定义好系统的接口，然后再编码的时候实现这些接口即可。在父类里定义好子类需要实现的功能，而子类只要实现这些功能即可。